专利名称：一种静电油烟净化机用的高频高压开关电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及开关电源技术领域，特别是一种静电烟净化机用的高频高压开关电源。
现有静电油烟净化机用的高频高压开关电源主回路是采用脉宽调制型开关电源的电路结构，它由输入滤波及整流器1、变换器2、升压电路3、高频高压整流、滤波电路4组成，参见
图1所示。变换器的核心元件是二个大功率场效应管，二管在PWM(含驱动电路)控制电路12控制下，交替导通与截止，变换成工作频率为50KHz的脉冲电压，该脉冲电压经高频变压器升压后输出幅值为12KV的脉冲电压，通过高频高压全桥整流、高频高压滤波后输出直流高压。高压电源输出电压可在0～10KV范围内变化，受控于PWM。由于静电油烟净化机工作在室外，外部环境条件差(高温、低温、高湿、盐雾)，当净化机运行时，机内工作条件相当恶劣，含有较多水份和其它介质的油烟通过电场发生器时，经常发生高压击穿、火花放电，造成高压电源输出短路而损坏。高压电源的负载5是电场发生器，它是一个电容性负载，连同高频变压器付方线圈的电感和电阻，输出回路构成一个L-C-R电路，电源开机时L-C-R电路必然产生一个殃及电源的过冲电压和电流。为了保证油烟净化机长期正常、有效、可靠地工作，必须彻底解决上述二个问题，开发一种能真正用于静电油烟净化机的高频高压开关电源。
本实用新型的目的在于提供一种工作可靠、保护动作快捷的静电油烟净化机用的高频高压开关电源。
本实用新型的目的是这样实现的一种静电油烟净化机用的高频高压开关电源，包括使交流220V～电源变成高压直流输出的整流滤波电路、PWM型的变换电路、升压和高频高压整流电路，在高压直流输出端与PWM的控制端之间接有短路保护电路；在高压直流输出端与PWM的输入端接有防开机过冲电路。所述短路保护电路由电流取样电路、阻抗匹配隔离电路IC1、比较电路IC3、比较整形电路及PWM控制电路组成，输入信号直接从高压直流输出端的负载回路中的电流检测电阻R1上取样、经IC1跟随隔离在差分比较放大器IC2与保护电流设定值经IC4跟随隔离后进行比较放大，然后由比较器IC3输出到PWM控制电路中的IC8控制端(4)。所述防开机过冲电路的输入信号与高频高压电源输出电压的设定电路相连，经比较积分电路IC5变换为呈线性状的设定电压，IC5的输出端直接与PWM控制电路中的IC8输入端(5)联接。
本实用新型的优点在于(1)短路保护电路可在1ms内关闭电源的高压输出，及时保护电源不受丝毫损伤。(2)短路保护电路直接从高压输出端采样取出，IC选用高速MOS型，因此电路可靠、动作灵敏。(3)防开机过冲的软启动过程极其短暂有效，彻底消除开机上电的瞬间过冲电压。
图1是本实用新型高频高压开关电源方框图。
图2是本实用新型中的短路保护电路方框图。
图3是本实用新型实施例中的短路保护电路原理图。
图4是本实用新型实施例中的防开机过冲电路原理图。
图5是本实用新型实施例中的PWM控制电路原理图。
图6是本实用新型实施例电路原理图。
通过下面实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
参见图1-图6所示，对本实用新型各组成部分进行详细描述(1)短路保护实施短路保护有二个基本要求一是可靠；二是快捷。由图2可见，该电流短路保护电路10由直接串联在负载回路5中的电流取样电路9、隔离电路14、差分比较放大器15和比较器16组成。电路均采用高速MOS型的IC。
在图3所示的短路保护电路原理图中，其中，VHO为电源高压输出；C1为高频高压滤波电容；Xc为电场发生器等效阻抗；R1为电流检测电阻。负载电流IL在检测电阻R1的压降是保护电路的输入信号，受到功耗和电压幅值的限制，R1的阻值很小，因此通过具有高输入阻抗的IC1的跟随隔离，实现电路与R1的直接联接；低输出阻抗的IC1将隔离后的采样信号V01送入差分比较放大器IC2的反相端。IC2的同相端输入保护电流设定11所给出的电压VIS。设定电压VIS由R6、R7、W1与IC4跟随隔离器组成的电压设定电路6给出。IC2差分比较结果，经IC3比较器整形后从输出端A输出高电平或低电平至PWM电路中的IC8的复位端4，控制PWM的工作状态。
当IL≤Ilmax时V01≤VIS；V03≈E1，PWM电路正常工作。
反之，当IL＞Ilmax时，V01＞VIS；V03≈0，PWM电路停止工作。
式中Ilmax为允许最大负载电流；V03为IC3输出电压。
E1为IC的电源电压。
(2)防开机过冲只要在开机时给予主回路的二个大功率开关管的脉冲宽度是一个由0至设定宽度的线性变化控制信号，即可实现软启动，杜绝开机过冲损坏电源。
因此在图4的防开机过冲电路原理图中，IC5积分器的同相输入端接入输出电压的设定值，IC5输出端B接入PWM电路中的IC8输入端5，实现电源开机时的软启动。输出电压的设定值由R10、R20、W2组成的设定电路给出，缓冲时间由R17C2决定。
图5所示的PWM电路12由IC6、IC7、IC8组成，IC6、IC8为555时基电路。IC6组成一个多谐振荡器电路，IC8组成一个单稳态电路。上电后，IC6产生的方波脉冲经IC7反相，产生负跳变沿脉冲，作用到IC8的触发端2。简言之，IC6是IC8的时钟电路。IC8控制端5接入由IC5防开机过冲电路送来的控制电压，其复位端4接到短路保护电路的输出端A。图6给出了本实用新型完整的具有短路保护和防开机过冲功能的PWM控制电路。组成PWM的各部分电路特别是短路保护和防开机过冲电路的工作原理已详细述及。但应该着重说明图6中的IC8(555)电路组成的单稳态电路的5端不是通过0.01μf电容接地的通常接法，而是接入误差放大的控制电压，当其5端控制电压小于2/3Vcc时，电容C4的充电电压到达相应于控制电压的电平时，555电路中的R-S触发器就转入复位状态，触发器输出变高，电容C4放电，这样脉冲宽度就随着控制电压的降低而减小。变换器的直流输出电压是与开启脉冲宽度成正比例的，而脉冲宽度又是与控制电压的大小成比例的。如果直流输出电压增高时，取样电压Vcv增高，加到IC5的反相输入端，IC5的输出电压下降，IC8(555电路)5端的控制电压下降，输出脉冲宽度下降，使得直流变换器的输出电压下降，从而保持输出电压的稳定。
权利要求1.一种静电油烟净化机用的高频高压开关电源，包括使交流220V电源变成高压直流输出的整流滤波电路、PWM型的变换电路、升压和高频高压整流电路，其特征在于，在高压直流输出端与PWM的控制端之间接有短路保护电路；在高压直流输出端与PWM的输入端接有防开机过冲电路。
2.根据权利要求1所述的静电油烟净化机用的高频高压开关电源，其特征在于所述短路保护电路由电流取样电路、阻抗匹配隔离电路IC1、比较电路IC3、比较整形电路及PWM控制电路组成，输入信号直接从高压直流输出端的负载回路中的电流检测电阻R1上取样、经IC1跟随隔离在差分比较放大器IC2与保护电流设定值经IC4跟随隔离后进行比较放大，然后由比较器IC3输出到PWM控制电路中的IC8控制端(4)。
3.根据权利要求1所述的静电油烟净化机用的高频高压开关电源，其特征在于所述防开机过冲电路的输入信号与高频高压电源输出电压的设定电路相连，经比较积分电路IC5变换为呈线性状的设定电压，IC5的输出端直接与PWM控制电路中的IC8输入端(5)联接。
专利摘要本实用新型涉及静电油烟净化机用的高频高压开关电源,该电源为PWM脉宽调制型结构,具有输出短路保护、防开机过冲等特征。当负载过流时,短路保护电路直接复位PWM电路,关闭高压电源输出;高压电源开机时,防开机过冲电路通过PWM电路杜绝电源输出过冲电压。电路确保高压电源的高压变压器、高频高压整流元件、高压滤波电容及大功率开关管在过载及过冲时的安全,从而保证了高压电源及其所支持的静电油烟净化机长期工作的可靠性。
文档编号H02H7/122GK2478271SQ01219678
公开日2002年2月20日 申请日期2001年4月18日 优先权日2001年4月18日
发明者刘俊颖 申请人:佛山广渝汇辉科技开发有限公司(中外合资)